化工原理实验指导周立清邓淑华化工原理广东工业大学轻工化工学院2004.6PDF文件使用”pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.com.cn
周立清 邓淑华 广东工业大学轻工化工学院 2004.6 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
目录实验一：流体流动阻力的测定实验二：离心泵特性曲线测定实验三：离心泵计算机数据采集与过程控制实验四：恒压过滤常数测定实验五：对流给热系数的测定实验六：筛板精馏塔理论板层数及塔效率的测定实验七：填料吸收塔总传质系数的测定实验八：千燥实验实验九：综合设计型实验注：实验五、六因设备正在更新的过度时期，暂略。PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.com.cn
目 录 实验一：流体流动阻力的测定 实验二：离心泵特性曲线测定 实验三：离心泵计算机数据采集与过程控制 实验四：恒压过滤常数测定 实验五：对流给热系数的测定 实验六：筛板精馏塔理论板层数及塔效率的测定 实验七：填料吸收塔总传质系数的测定 实验八：干燥实验 实验九：综合设计型实验 注：实验五、六因设备正在更新的过度时期，暂略。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
绪论化工原理是研究化工生产过程中各种单元操作的工程学科。它紧密联系生产实际，是石油、化工、轻工等专业学生必修的一门专业基础课程。其教学目的是使学生学会用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题。实验是教学中的一个重要的实践环节，通过实验，学生不但巩固了所学过的理论知识，而且还能在实验中增长不少新的知识，受到系统的、严格的工程实验训练，因而提高了动手能力和分析、解决问题的能力。汽今为止，面对生动而复杂的化工生产过程的现象，还不能只靠儿个假定和定理，或者是演绎推导的方法便得到应用的理论。因此，不论是工程的可行性研究，新技术的开发和应用，或是工程设计的依据往往都有赖于以实验为基础的经验或半经验的公式，或者直接取实验放大的数据。这就是为什么要求学生必须掌握实验技能的原因，教师和学生都要把这一点作为衡量教学质量的一个重要方面。本书着重介绍实验原理、实验装置和实验方法，简略介绍数据的处理及常用仪表的测量方法和计算机的应用。在这里要说明的一点是：由于本实验室的实验设备正处在更新的过渡时期，新的实验教材有待全部设备更新完毕后，才能完成修订工作，本指导书就自前已更新的设备编写了有关章节，其余待续。PDF文件使用pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.com.cn
绪论 化工原理是研究化工生产过程中各种单元操作的工程学科。它紧密联系 生产实际，是石油、化工、轻工等专业学生必修的一门专业基础课程。其教 学目的是使学生学会用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题。实 验是教学中的一个重要的实践环节，通过实验，学生不但巩固了所学过的理 论知识，而且还能在实验中增长不少新的知识，受到系统的、严格的工程实 验训练，因而提高了动手能力和分析、解决问题的能力。迄今为止，面对生 动而复杂的化工生产过程的现象，还不能只靠几个假定和定理，或者是演绎 推导的方法便得到应用的理论。因此，不论是工程的可行性研究，新技术的 开发和应用，或是工程设计的依据往往都有赖于以实验为基础的经验或半经 验的公式，或者直接取实验放大的数据。这就是为什么要求学生必须掌握实 验技能的原因，教师和学生都要把这一点作为衡量教学质量的一个重要方 面。 本书着重介绍实验原理、实验装置和实验方法，简略介绍数据的处理及 常用仪表的测量方法和计算机的应用。在这里要说明的一点是：由于本实验 室的实验设备正处在更新的过渡时期，新的实验教材有待全部设备更新完毕 后，才能完成修订工作，本指导书就目前已更新的设备编写了有关章节，其 余待续。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
实验一流体流动阻力测定一、实验目的1.掌握流体流经直管和管阀件时阻力损失的测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。2.测定直管摩擦系数入与雷诺准数Re的关系，将所得的入Re方程与公认经验关系比较。3.测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数。4.学会压差计和流量计的使用方法5.观察组成管路的各种管件、阀件，并了解其作用。二、实验任务1.测定流体流经光滑直管和粗糙直管时摩擦系数入~Re的关系。2.测定流体流经阀门（闸阀）全开时的局部阻力系数。三、基本原理流体在管内流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地要消耗一定的机械能，这种机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起的局部阻力。1.沿程阻力流体在水平均匀的管道中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低。即hi_P-P_P=ARh, =Pi-P_p或ppggpgp影响阻力损失的因素很多，尤其对瑞流流体，自前尚不能完全用理论方法求解，必须通过实验研究其规律。为了减少实验工作量，使实验结果具有普遍意义，必须采用因次分析方法将各变量综合成准数关联式。根据因次分析，影响阻力损失的因素有，PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.com.cn
实验一 流体流动阻力测定 一、实验目的 1.掌握流体流经直管和管阀件时阻力损失的测定方法，通过实验了解流 体流动中能量损失的变化规律。 2.测定直管摩擦系数λ与雷诺准数 Re 的关系，将所得的λ~Re 方程与公 认经验关系比较。 3.测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数ξ。 4.学会压差计和流量计的使用方法。 5.观察组成管路的各种管件、阀件，并了解其作用。 二、实验任务 1.测定流体流经光滑直管和粗糙直管时摩擦系数λ~ Re 的关系。 2.测定流体流经阀门(闸阀)全开时的局部阻力系数ξ。 三、基本原理 流体在管内流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地要消耗 一定的机械能，这种机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运 动方向改变所引起的局部阻力。 1.沿程阻力 流体在水平均匀的管道中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低。即 r r p p p hf D = - = 1 2 或 R g p g p p g hf = D D = - = r r 1 2 影响阻力损失的因素很多，尤其对湍流流体，目前尚不能完全用理论方 法求解，必须通过实验研究其规律。为了减少实验工作量，使实验结果具有 普遍意义，必须采用因次分析方法将各变量综合成准数关联式。根据因次分 析，影响阻力损失的因素有， PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
(1）流体性质：密度p，粘度u：(2)管路的几何尺寸：管径d，管长1，管壁粗糙度ε；(3)流动条件：流速μ。可表示为：Ap=f(d,l,μ,p,u,)组合成如下的无因次式：Apdup1o'd'dpu?μdup3).1.u?ApD2udp令dup.&入=0dμ则Iu?Aph, =d 2p式中：AP.一压降Pahr一直管阻力损失J/kg，流体密度kg/m3p入一直管摩擦系数，无因次一直管长度m一直管内径md-一流体流速，由实验测定m/s入一一称为直管摩擦系数。滞流（层流）时，入=64/Re流时入是雷诺准数Re和相对粗糙度的函数，须由实验确定。2.局部阻力局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。(1)当量长度法PDF文件使用”pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.com.cn
(1)流体性质：密度ρ，粘度μ； (2)管路的几何尺寸：管径 d，管长 l，管壁粗糙度ε； (3)流动条件：流速μ。 可表示为： Dp = f (d,l, m, r,u,e ) 组合成如下的无因次式： ( , , ) 2 d d du l u p e m r r = F D 2 ( , ) 2 u d l d p du = · · D e m r j r 令 ( ) d du e m r l = j · 则 2 2 u d p l hf l r = D = 式中： DP ——压降 Pa hf——直管阻力损失 J/kg， ρ——流体密度 kg/m3 λ——直管摩擦系数，无因次 l——直管长度 m d——直管内径 m u——流体流速，由实验测定 m/s λ——称为直管摩擦系数。滞流(层流)时，λ＝64／Re；湍流时λ 是雷诺准数 Re 和相对粗糙度的函数，须由实验确定。 2.局部阻力 局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。 (1)当量长度法 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn